9/11/2013
CHƢƠNG 2. HÌNH THÁI – PHÂN LOẠI - CẤU TẠO – SINH
SẢN Ở VI SINH VẬT
2.1. Vi sinh vật tiền nhân (Prokaryotes) 2.1.1. Vi khuẩn 2.1.2. Xạ khuẩn 2.2. Vi sinh vật nhân thật (Eukaryotes) 2.2.1. Nấm men 2.2.2. Nấm mốc 2.2.3. Vi tảo 2.2.4. Protozoa 2.4. Vi sinh vật chƣa có cấu tạo tế bào (Akaryotes)_Virus
2.1. VSV tiền nhân (Prokaryotes) Gồm nhóm vi khuẩn cổ (Archaebacteria) và vi khuẩn
Vi khuẩn thật gồm:
thật (Eubateria).
- Vi khuẩn (Bacteria)
- Xạ khuẩn (Actinomyces)
- Vi khuẩn lam (Cyanobacteria)
- Vi khuẩn nguyên thủy (Mycoplasma, Ricketsia,
Chlamydia)
Vi khuẩn (Bacteria)
1
9/11/2013
Các dạng hình thái khuẩn lạc của vi khuẩn
Paenibacillus dendritiformis
2
9/11/2013
Hình thái tế bào vi khuẩn
Vi khuẩn cấu tạo cơ thể chỉ gồm 1 tế bào.
Hình dạng rất phong phú và thay đổi theo loài
Kích thước:
Chiều dài khoảng 2,0 – 8,0µm
Chiều ngang khoảng 0,2 – 2,0µm
Các loài có đặc điểm chung là cấu tạo tế bào
chưa hoàn chỉnh (chưa có nhân hoàn chỉnh).
Các kiểu hình thái tế bào vi khuẩn
CẦU KHUẨN (COCCUS)
Kích thước của cầu khuẩn: 0,5 – 1,0 m
Đặc tính chung của cầu khuẩn:
Tế bào hình cầu có thể đứng riêng rẽ hay liên kết với
Không có cơ quan di động.
Không tạo thành bào tử.
Có nhiều loài có thể gây bệnh cho người và cho gia súc.
nhau.
3
9/11/2013
CẦU KHUẨN (COCCUS)
Streptococcus thermophilus
TRỰC KHUẨN
Gồm những vi sinh vật hình que, hình gậy, 2 đầu tròn
Các chi thường gặp:
Bacillus: G+, sinh bào tử, chiều ngang bào tử không
hoặc vuông, kích thước 0,5-1 x 1-4µm
Clostridium: G+, bào tử to hơn chiều ngang tế bào,
kỵ khí bắt buộc.
Enterobacterium: G-, không sinh bào tử, có tiên mao
Pseudomonas: G-, không sinh bào tử, có 1 hay nhiều
vượt quá chiều dài tế bào.
Acetobacter, Corynebacterium …
tiêm mao mọc ở đỉnh, sinh sắc tố
4
9/11/2013
TRỰC KHUẨN
Bacillus subtilis
Clostridium
MỘT SỐ HÌNH THÁI KHÁC CỦA VI KHUẨN
Phẩy khuẩn: tế bào dạng que uốn cong, dạng dấu phẩy
Xoắn khuẩn: tế bào vi khuẩn có 2 vòng xoắn trở lên, G+. Di chuyển được nhờ tiên mao ở đỉnh
Campylobacter
Vibrio cholerae
Quan sát hình thái tế bào vi khuẩn
Phƣơng pháp nhuộm Gram – nhuộm kép
5
9/11/2013
QUY TRÌNH NHUộM GRAM
Cố định tế bào
Crystal violet
Nhóm VK Gram (+) không bị dung môi hữu cơ tẩy phức chất màu giữa Crystal violet và Iod màu tím Nhóm VK Gram (-) bị dung môi hữu cơ tẩy phức chất màu giữa Crystal violet và Iod bắt màu thuốc nhuộm bổ sung màu đỏ hồng.
Lugol
Tẩy màu
Fushin hoăc Safranin
Gram (+)
Gram (–)
CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
Các phần bắt buộc
Vách tế bào (cellwall)
Màng tế bào chất
(Cytoplasmic membrane)
Tế bào chất (Cytoplasm)
Thể nhân (Nucleoid)
Mesosome
Ribosome
Khỏang không chu chất
(Periplasm space)
Thành (vách) tế bào (cellwall)
Là lớp vỏ dày (10 – 25 nm), chắc chắn bao bọc xung
Vai trò:
quanh tế bào.
- Duy trì hình thái của tế bào
- Hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao (flagellum)
- Giúp tế bào đề kháng với áp suất thẩm thấu
- Hỗ trợ quá trình phân cắt tế bào
- Cản trở sự xâm nhập của một số chất có phân tử lớn, liên quan đến tính kháng nguyên, tính gây bệnh
6
9/11/2013
Thành tế bào (cellwall)
Chứa hợp chất đặc trưng là peptidoglycan (murein)
Dựa vào cấu tạo thành tế bào chia vi khuẩn thành VK
- Peptidoglycan: hai đơn phân là N-acetylglucosamine, N-acetylmuramic acid kết hợp với một đoạn amino acid ngắn.
Gram âm và VK Gram dương.
Cách sắp xếp của Peptidoglycan
Vách tế bào vi khuẩn Gram dƣơng
7
9/11/2013
Vách tế bào vi khuẩn Gram âm
8
9/11/2013
Liên quan như thế nào đến sự bắt màu trong việc nhuộm Gram?
9
9/11/2013
Màng nguyên sinh chất (Cytoplasmic membrane)
Là lớp màng bao quanh tế bào chất (4 - 7 nm) Cấu tạo màng gồm lipid và protein (màng lipoprotein)
Protein ngoại vi
Vai trò của màng tế bào chất
Bao bọc tế bào chất.
Là hàng rào thẩm thấu chọn lọc.
Là nơi cư trú các enzyme của các quá trình biến
Có mang các thụ cảm (receptor) cho phép tế bào nhận biết và đáp ứng sự hiện diện của cơ chất trong môi trường.
dưỡng trong tế bào.
Màng tế bào chất có vai trò sống còn đối với tế bào vi khuẩn.
Nguyên sinh chất (cytoplasm)
10
9/11/2013
Nguyên sinh chất (cytoplasm)
Đây là thành phần chính của tế bào vi khuẩn.
Là khối chất keo, bán lỏng, 80 – 90% là nước
Thành phần chủ yếu là lipoprotein
Ở tế bào trưởng thành, tế bào chất chứa các cấu tử sau: Mesosome, Ribosome, Không bào, Không bào khí, Sắc tố, Các thể hạt.
Thể nhân (nucleoid)
Là nơi chứa đựng thông tin di truyền Là một đoạn mạch xoắn kép DNA có cấu trúc vòng
Nằm lơ lửng trong tế bào chất, có những chỗ bám
vào màng tế bào (mesosome).
1000 – 1400 µm chứa 3 – 6 x 106 cặp base nito
kín.
Plasmid
Là cơ quan thứ 2 trong tb mang thông tin di truyền Bản chất
là phân
Nhân đôi độc lập với thể
tử DNA vòng,nhỏ, xoắn kép, kích thước nhỏ hơn thể nhân.
nhân.
11
9/11/2013
Vai trò của plasmid
Plasmid chứa từ 5 –
Nhờ có plasmid mà vi
100 gen.
Plasmid có thể được
khuẩn có thêm những đặc tính mà plasmid quy định.
truyền từ tế bào này sang tế bào khác.
Mesosome
Liên kết chặt chẽ với
Chứa các enzyme vận
thể nhân vi khuẩn, liên quan chặt đến sự tạo vách ngăn ngang khi tế bào phân chia
chuyển điện tử tham gia vào hô hấp tế bào
Ribosome
Đóng vai trò tổng hợp Protein
Số lượng thay đổi tùy theo loài và tùy giai đoạn
Cấu tạo: ribosome của vi khuẩn là ribosome 70S,
phát triển của tế bào.
Tiểu thể lớn: có hằng số lắng 50S
Tiểu thể nhỏ: có hằng số lắng 30S
gồm 2 tiểu thể
Trong đó S là đơn vị Svedberg 1S = 10-13cm/giây
12
9/11/2013
Một số bào quan khác
Không bào: là những túi chứa chất thải, chất độc hại sinh ra của tế bào, có màng là 1 lớp lipoprotein
Không bào khí: Không bào chứa khí giúp vi
Sắc tố: có vai trò bảo vệ hoặc quang hợp.
Các thể vùi: có vai trò như chất dự trữ, được hình thành khi tế bào tổng hợp thừa và được sử dụng khi thiếu thức ăn.
khuẩn nổi trên mặt nước.
Nang (Capsule) (Màng nhầy)
Là lớp ngoài vách tế bào. Thành phần: polysaccarid, ngoài ra cũng có polypeptid và
Độ dày bất định (tùy thuộc mức độ kích thước của màng
protein.
nhày): màng nhày (microcapsule), bao nhày (nang, capsule), khối nhày (zooglea).
Nang
Vách
Màng TBC
Nang (Capsule) (Màng nhầy)
Ý nghĩa:
Bảo vệ vi khuẩn trong điều kiện khô hạn, bảo vệ vi khuẩn tránh
bị thực bào.
Cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn khi thiếu thức ăn
Là nơi tích luỹ một số sản phẩm trao đổi chất (dextran, xantan...)
Giúp vi khuẩn bám vào giá thể
Tạo tính độc (đối với vi khuẩn Gram âm)
13
9/11/2013
Tiên mao (flagella)
Phân biệt các dạng tiên mao?
Pili (Nhung mao)
Pili: là những phụ bộ ngắn, mảnh và nhỏ hơn tiên mao.
Pili giới tính (sex-pili): là ống rỗng nối 2 tế bào khác
Tạo tính bám cho tế bào, không có chức năng di động.
Là cấu trúc giúp tế bào
dấu, trao đổi DNA.
Bào tử (endospore)
chống đỡ với môi trường xung quanh, là thể nghỉ.
Khi môi trường khắc
nghiệt tiết chất bao bọc
tạo màng cứng, ngừng
trao đổi chất (sống ẩn).
Bào tử kháng nhiệt, kháng
bức xạ, kháng hóa chất,
kháng áp suất thẩm thấu.
Khi gặp điều kiện thuận
lợi sẽ phát triển thành tế
bào mới.
14
9/11/2013
Sƣ̣ hình thành bào tử
Hãy chứng minh khả năng bảo vệ của vi khuẩn thông qua cấu tạo của bào tử? Vi khuẩn nảy mầm như thế nào?
Bào tƣ̉ Bacillus anthracis
15
9/11/2013
Bào tƣ̉ Clostridium tetani
Bào tử Clostridium botulinum
Sự sinh sản vô tính của vi khuẩn
16
9/11/2013
Sự sinh sản hữu của vi khuẩn
Vi khuẩn sinh sản hữu tính đơn giản (Gọilà hiện tượng tiếp hợp).
Hai tế bào tiếp xúc nhau
Giữa chỗ tiếp xúc xảy ra
bằng nhung mao giới tính.
hiện tượng trao đổi nhân tố di truyền và sau đó tế bào mới bắt đầu giai đoạn vô tính.
Phân loại vi khuẩn Tùy từng trường hợp, người ta sử dụng các chỉ tiêu
phân loại khác nhau:
- Nhóm chỉ tiêu về sinh hóa và trao đổi chất
- Nhóm chỉ tiêu hình thái, sinh lí
- Nhóm chỉ tiêu về cấu trúc và di truyền học phân tử
Khóa phân loại vi khuẩn được sử dụng rộng rãi: khóa
- Nhóm chỉ tiêu về huyết học và miễn dịch
phân loại Bergey.
Đa dạng vi khuẩn
17
9/11/2013
Giới vi khuẩn cổ (Archaea)
Ngành Euryarcaeota
- Archae ưa mặn cực đoan (Halobacterium, Haloferax, Natronobacterium)
- Archae sinh methane (Methanobacterium, Methanococcus, Methanosarcinia)
- Thermoplasmathales (Thermoplasma, Picrophilus)
- Archae ưa nhiệt cực đoan Thermococcales
(Thermococcus, Pyrococcus, Methanopyrus) và Arcaeoglobales (Archeaoglobulus, Ferroglobus)
Ngành Crenarcheaota
Archae ưa nhiệt vùng núi lửa trên cạn Sulfolobales và
Archae ưa nhiệt vùng núi lửa đại dương
Thermoproteales (Sulfolobus, Aidianus, Thermoproteus)
Desulfurococcales (Pyrodictium, Pyrolobus, Staphylothermus)
18
9/11/2013
VI KHUẨN LAM (Cyanobacteria)
Trước đây thường gọi là tảo lam (Cyanophyta)
Là vi sinh vật nhân nguyên thủy thuộc vi khuẩn
Có khả năng tự dưỡng quang năng
thật
Hình thái vi khuẩn lam
Đơn bào
hoặc đa bào dạng sợi
Cấu tạo tế bào sinh dưỡng
Cấu tạo gần
với vi khuẩn Gram âm, không có lục lạp, không có nhân thực, có ribosome 70S, thành tế bào có chứa peptidoglyca n
19
9/11/2013
Tế bào dị hình - Heterocyst
Heterocyst- a thick-walled large
cell that fixes atmospheric nitrogen (diazotroph). Photosynthetically inactive. Their formation is inversely
related to nitrogen concentration.
Microplasmodesmata-
cytoplasmic connections that transfer metabolites and ammonium.
Symbiotic Associations
Lichens- cyanobacteria occur in
about 8% of the species.
Azolla- the water fern; contains
Anabaena in the dorsal lobe of its
leaf.
Colonial ascidian- sea squirt.
Amoeba, protozoa, diatoms, green
algae, mosses, liverworts, water
molds, and vascular plants.
Hiện tƣợng nƣớc nở hoa do tảo lam
20
9/11/2013
Rickettsia
General Characteristics
Small obligate intracellular coccobacilli Gram negative (poorly), better stained with Giemsa (Blue) Have cell wall, bigger than virus but smaller than bacteria Have DNA and RNA Have an ATP transport system that allows them to use host
ATP
Arthropod reservoirs and vectors ( e.g., ticks, mites, lice or
fleas).
Sensitive to antibiotics
Replication of Rickettsia
Chlamydia
Small obligate intracellular parasites
Contain DNA, RNA and ribosome and make their own
proteins and nucleic acids, unable to make their own ATP
Have special growth cycle and replicate by binary fission
Possess a rigid cell wall similar to gram-negative bacteria
Sensitive to antibiotic
21
9/11/2013
Special Growth Cycle
A. Elementary bodies (EB)
small (0.3～0.4 µm) infectious form a rigid outer membrane resistant to harsh environmental
conditions outside of eukaryotic host cells
bind to receptors on host cells initiate infection.
non-infectious intracellular form metabolically active replicating form Have fragile membrane, easy to broken
B. Initial body or Reticulate bodies (RB)
Mycoplasma
The smallest free-living organisms Pass through some filters used to
remove bacteria Lack of a cell wall Multiple shapes including round, pear
shaped and even filamentous
Require complex media Require sterols for growth and for
membrane synthesis
Grow slowly (3 weeks) by binary fission and produce "fried egg" or “T strain” (tiny strain) colonies on agar plates
22
9/11/2013
Xạ khuẩn (Actinomycetes)
o Kích thước nhỏ bé tương đương VK, chiều dài dài
hơn VK.
o Nhân nguyên thuỷ, chưa phân hoá rõ rệt. Cấu tạo
dạng sợi (khuẩn ti)
o Giàu G+C, bắt màu vi khuẩn Gram dương
o Sống hiếu khí, hoại sinh
o Xạ khuẩn không có giới tính. Phân bố nhiều trong
đất.
o Là đối tượng sử dụng chủ yếu trong công nghiệp tạo
kháng
Hình thái xạ khuẩn
o Dạng sợi phân nhánh, sợi không có vách ngăn. o Gồm: - Sợi khí sinh - Sợi cơ chất
Hình thái khuẩn lạc xạ khuẩn
Khuẩn lạc rắn
chắc, xù xì dạng nhung, da, phấn, dạng vôi, nhăn... nhiều màu.
Khuẩn lạc có dạng phóng xạ, một số có dạng những vòng tròn đồng tâm cách nhau một khoảng nhất định.
23
9/11/2013
Cấu tạo tế bào
dương
o Cấu tạo đơn bào, nhân nguyên thủy. o Toàn bộ hệ sợi là 1 tế bào có nhiều nhân. o Cấu tạo tương tự vi khuẩn Gram
Sinh sản của xạ khuẩn
Sinh sản sinh
Bào tử được hình
dưỡng bằng bào tử .
Sinh sản bằng
thành từ cuống sinh bào tử.
khuẩn ti (không tự gãy).
Phân loại xạ khuẩn
Mycobacterium ( Khóa phân loại Bergey)
Nocardioform actinomycetes (akhóa phân loại Bergey)
Amycolata (Lechevalier, 1986)
Amycolatopsis (Lechevalier, 1986)
Microstreptospora (Nguyễn Kế Sinh (TQ), 1990)
Actinoalloteichus (Nguyễn Kế Sinh (TQ), 1990)
Trichotomospora (Nguyễn Kế Sinh (TQ), 1990
